自由漂浮模式下的空间机器人技术是航天器在轨服务的一项关键技术。相对于单臂空间机器人,双臂空间机器人具有更大的工作空间、更强的负载能力等。针对双臂空间机器人目标捕获的过程,本文分析了双臂空间机器人运动学与动力学的建模,设计了双臂空间机器人的自主在线连续路径规划仿真系统,并且分析了保证基座位姿稳定的平衡控制方法。　　首先定义了双臂空间机器人的系统组成及运动模式。按抓捕目标的先后顺序,定义了同时操作模式与单臂操作、另一臂锁定模式。运用广义雅可比矩阵法推导了双臂空间机器人的运动学模型。对比了双臂空间机器人系统在ADAMS与SimMechanics两款动力学仿真软件中的结果。　　通过SimMechanics建模,搭建了Simulink环境下的双臂空间机器人自主在线连续路径规划仿真系统。在控制器设计中,采用PD控制产生关节的驱动力矩。路径规划部分,将机械臂的期望速度方向设为末端与目标的方向矢量,运用速度级运动学逆解,转化为关节空间内关节角的期望值,从而规划机械臂关节角运动。设计了双臂空间机器人同时捕获静止目标、依次捕获静止目标与运动目标捕获三种情况的仿真系统。在依次捕获静止目标的过程中,需要重新计算首个机械臂的末端连杆与目标捕获后形成的新连杆的参数。在仿真过程中,对未执行抓捕的机械臂的关节角锁定。　　针对在抓捕目标的过程中机械臂对基座所造成的扰动,提出了在不消耗燃料的情况下控制基座位姿的方法。将线动量与角动量守恒方程分开考虑,线动量守恒用于设计平衡臂的规划,保持基座位置固定;角动量守恒用于设计反作用飞轮的运动保持基座姿态的稳定。反作用飞轮与平衡臂规划可以根据任务需要同时使用或分别使用。因此,可作为基座位姿控制的备用手段。